Navigációs szolgáltatások és alkalmazások ( VITMM324 )

1. Navigációs szolgáltatások és alkalmazások (VITMM324) Személyes adatok védelme Hely fogalma és koordináta rendszerek Heszberger Zalán

2. Személyes információk bizalmas kezelése, titokban tartása - Privacy • Privacy jellemzően fontos az IT szolgáltatások kapcsán, LBS esetén kiemelten fontos • A privacy természetes személy információit takarja, tárgyak esetében nem alkalmazható terminológia • LBS speciális helyzete: • Az LBS információk számos actoron mennek keresztül, a titoktartás biztosítása így sokkal szerteágazóbb és nehezebb feladat • A felhasználó nem tudja pontosan, milyen actorok tudnak még a róla • A felhasználó bizonyos scenáriók esetén gyakorlatilag teljesen passzív, folyamatosan monitorozható anélkül, hogy a felhasználónak aktivizálni kéne magát • A helyzet információ időtől függő, sokkal többet mondhat el egy egyénről mint sok más hagyományos információ pl. nem, kor, cím stb. • Megfelelő privacy nélkül az LBS használhatatlan lesz!

3. Személyes adatvédelem (privacy) fázisai • Privacy: ~anonimitás, ~bizalmas adatkezelés • Általánosabb definíció: A lehetőség, hogy a személyek, csoportok, vagy szervezetek irányítsák, hogy hogyan, mikor, és milyen mértékben kerüljenek máshoz személyes információk. • A privacy állapotai : • Anonimitás: Információk névhez köthetőségének korlátozása • Magány biztosítása: A lehetőség, hogy egyedül legyél, tehát az adatidhoz, ne férjen hozzá senki, és ne zavarjon meg senki. • Bizalmas kezelés: A lehetőség, hogy eldöntsd ki, mikor, milyen mértékben férhessen hozzá az adataidhoz • Korlátozás: A szabadság, hogy eldöntsd bizonyos információkat visszatartasz, vagy, hogy mikor adhatóak ki

4. Mobil hálózati helyzet menedzsment vs. LBS • A mobil hálózatokban a mobil terminál megtalálásához a helyzetet folyamatosan monitorozni kell, melyről sok felhasználónak tudomása sincs • A védekezés leginkább pusztán anonimizálás: pl. nem MSISDN vagy IMSI alapján történik az azonosítás, hanem TMSI alapján • LBS esetében a dolog sokkal összetettebb: • Mobil hálózatokban csak egy fél tud az információkról, könnyű megőrizni azokat • Információ csere zárt hálózaton keresztül történik, míg LBS esetében pl. az Interneten • Az LBS gyakran sokkal pontosabb helyinformációkat szolgáltat mint a mobil hálózat cellaszintű felbontása • LBS esetében tehát sokkal összetettebb megoldásokra van szükség, hogy a felhasználók elfogadják, és használják

5. Adatbiztonsági opciók GSM/UMTS-ben (előzetes) • Értesítési opciók • Helyzetmeghatározás általánosan lehetséges • Helyzetmeghatározás lehetséges, de értesíteni kell az előfizetőt (nincs jóváhagyás) • Helyzetmeghatározás lehetséges, az előfizetőnek jóvá kell hagynia, ha nem válaszol, az jóváhagyásnak számít (jóváhagyás alapértelmezett) • Helyzetmeghatározás lehetséges, az előfizetőnek jóvá kell hagynia, csak akkor végezhető el a mérés, ha jóváhagyja (elutasítás alapértelmezett) • Helyzetmeghatározás nem lehetséges • GMLC opciók: milyen GMLC indíthat helymeghatározást? (pl. roaming esetén) • Az LCS kliensre vonatkozó opciók • PLMN operator osztály – az LCS kliens az operátor hálózatához tartozik • Call/session related osztály – az LCS kliens hozzátartozik ahhoz a kapcsolathoz, amit a végfelhasználó éppen használ (pl. böngészőn át egy szolgáltatást ér el, amelynek helyzeinformáció is kell) • Call/session unrelated osztály – az LCS kliens nem tartozik hozzá a kapcsolathoz, amit az előfizető éppen használ, de tartoznak hozzá adatbiztonsági opciók. • Universal osztály – minden más szolgáltatás, amelyhez nem adtak meg adatbiztonsági opciókat. • Bővebben ld. majd a mobilos helymeghatározás előadásokat...

6. GMLC-LCS kliens kommunikáció (előzetes) • Mobile Location Protocol (MLP), Open Mobile Alliance szabvány. XML+HTTP, http://www.openmobilealliance.org/release_program/mlp_v31.html • Terminal Location, OSA/Parlay, SOAP, http://www.parlay.org/en/specifications/pxws.asp • Presence Information Data Format, PIDF (RFC 3863), IETF, SIP+XML, Geopriv location object (RFC 4119). Az IMS (IP Mobility Subsystem) ezt használja.

7. Privacy megoldások – Összefoglaló LBS személys információ védelem Anonimizáció Biztonságos kommunikáció Szabályok Tartalom elfedés Személy maszkolása Azonosítás Bizalmasság Specifikáció Betartás biztosítása Integritás

8. Biztonságos kommunikáció • Confidentality, Integrity, Authentication – CIA • Bizalmas kezelés: • Titkosítási eljárások alkalmazása • Zárt hálózat alkalmazása • Integritás • Annak biztosítása, hogy az információn nem változtat senki, a felhasználó tudta nélkül • Azonosítás: • Annak biztosítása, hogy a kommunikáló felek valóban azok akiknek kiadják magukat • Technikák: • szimmetrikus titkosítás • aszimetrikus tikosítás: nyilvános kulcs/privát kulcs • HTTPS, SSL, TLS...

9. Egyezményes szabályozása • Szabályrendszer kidolgozása, az információk kezelésére vonatkozólag • Típusok: • Mások általi hozzáférhetőség • Szolgáltatások korlátozása • Időbeli korlátozás • Helybeli korlátozás • Értesítés alapú korlátozás • Pontosság korlátozás • Azonosíthatósági korlátozás • Példa szabály: Napközben a főnököm tudhatja, hol vagyok, csak ha a munkahelyem x sugarú környezetében tartózkodom és én engedélyt adok rá minden lekérdezés alkalmával

10. Szabályrendszer terjesztése • Szabályrendszerről ki, hogyan értesül • Elosztott módon, mindenki tud a szabályokról és ez alapján jár el • Központilag egy egység tud róla és attól kérdezi mindenki

11. Anonimizáció • Anonimizáció típusai: • Személy elfeldése • pl. a mobil hálózatokban a TMSI • előny • nincs szükség hosszas titkosítási funkciók implementálására • új aktor számára hozzáférés egyszerű • hátrány • deanonimizációra könnyen lehetőség van bizonyos esetekben, plussz intézkedések bevezetése szükséges • Kevert zóna koncepció:

12. Tartalom elfedése • Tartalom elfedése • időben [t1, t2] • térben [x1,x2][y1,y2] • K-anonimitás koncepciója: legalább K-1 emberrel összekeverhető

13. Hely fogalma Hely, helyzet Fizikai hely Virtuális hely (pl. webhely) Hálózati hely: pl. mobil hálózati cella szintűIP cím az interneten stb. Térbeli hely: pozíció Hely leírás: pl. város, út, egyéb környezet stb. • A fordítás az egyes hely típusok között: GIS, térkép adatbázisok

14. Térbeli hely komponensek • Térbeli hely magadása valamilyen referencia alapján történhet • Referencia adatok típusai: • Koordináta rendszer • Datum (az angolszász terminológiában /ill. a latinból átvéve/ a “datum” a “data” szó egyes száma, jelentése: adat, jelzőpont kitűzőhely) • Projekció (ha az információ egy síkbeli térképre vonatkozik) • A föld legmagasabb pontja: ???

15. Koordináta rendszer • A koordináta rendszert meghatározó adatok: • a koordináta rendszer típusa, pl. Descartes • dimenziója • az origó • a tengelyek skálája • a tengelyek iránya • A Descates koordináta rendszer: • ECEF (Earth Centered –Earth fixed) • Origo: föld középpontja • A földdel együtt forog • Z tengely: északi sark • XY sík: egyenlítő • XZ sík: főmeridian (Greenwich)

16. A Föld gömbölyű?

17. Elipszoid koordináta rendszer • A föld felszínét elipszoiddal modellezi • A föld alakja valójában lapított a forgás miatt • Két plusz adat: • egyenlítői sugár • sarki sugár • Két szög a koordináta síkoktól: • szélességi kör az origóból(latitude vagy parallel) • hosszúsági kör (logitudinális vagy merídián) • magasság(altitude, eleváció) • Geodetikus magasság:a referenciaelipszoidtól számított magaság

18. Elipsoid koordináta rendszer:Koordináta értékek megadása • Magasság: hosszúság dimenzió (km, m, cm) • Szélesség, hosszúság: • fok • perc: fok/60 • másodperc: perc/60 • néha tized ill. századfok • 1 szélességi fok az egyenlítőnél~40000km/360=111,1 km1 másodperc ~31m • magassági fok mindig ennyi • Koordináta pont megadása pl. • Eleváció 100m, Északi szélesség 47o18’ 12,9’’, Keleti hosszúság 11o23’36,2’’ • Nemzetközi Merídián Konferencia, 1884: hosszúság 0o Royal Greenwich Observatory • GMT: Greenwich Mean Time  UTC: Coordinated Universal Time

19. Horizontális dátum • Horizontális dátum: Referencia elipszoiddal közelíti a föld alakját, egyéb egyenetlenségeket nem vesz figyelembe, a magasság néha 100 pontatlanságot is elérheti

20. Horizontális dátum referencia elipszoidok • Lapultság (Flattening) = (egyenlítői sugár-poláris sugár)/egyenlítői sugár • Referencia elipszoidok az évek során:

21. Lokális horizontális dátumok • A horizontális dátumok globálisan nemigen használhatóak a nagy pontatlanság miatt • Lokális illesztett elipszoidok azonban elég jók lehetnek • Adott helyeken rögzített lokális horizontális dátumok:(a geocentertől való eltérésük függvényében)

22. Globális és lokális dátumok kapcsolata • Lokális dátum központja, valamely terület esetén egy jól meghatározott pontban, pl. a terület középpontja környezetében van (Európa estén pl. Németországban Potsdamban)

23. Vertikális dátum • Vertikális dátum: Minden helyen a közepes tengerszintet igyekszik megadni • Tengerszint változásának okai: • hullámok • ár-apály folyamata • Geoid: a föld egy ekvigravitációs felülete, mely nagyjából a közepes tengerszintre van beállítva

24. Magassági adatok típusai • Ortometrikus magasság: Geoidtól való távolsága a föld felszínének • Geodetikus magasság: A referencia elipszoidtól való magasság • A Geoid magassága: A Geoid eltérése a referencia elipszoidtól • A WGS-84 rögzít egy globális horizontális dátumot ill. egy vertikális dátumot is • N ~ max. 100m, de tipusan néhány 10 méter

25. GPS alapú pozícionálás folyamata • GPS pozícionálási lépések • A GPS rendszer segítségével meghatározzuk a koordinátákat az ECEF Decartes koordináta renszerben • Ebből kiszámoljuk a szélességi és hosszúsági fokokat ill. a geodetikus magasságot • Kiszámoljuk az orthometrikus magasságot, melyhez rendelkezésre áll egykb. 10x10 méteres felbontású adathalmaz a geoid magasság adatairól • A használt adatbázist a WGS-84 rögzíti. • A még pontosabb értékhez a 10x10-es négyzethálón interpolációval számolunk • Használhatunk még pontosabb felbontású adatbázist is • Adatbázisok különböző felbontással elérhetőek a NIMA-tól(National Imagery and Mapping Agency)

26. Térkép projekciók

27. Projekciók torzításai • Területi torzítás: A valós területek aránya különbözik a síkban ábrázolt térkép esetén • Ha nincs ilyen jellegű torzítás akkor a projekció területtartó (pl. tematikus térképek) • Szögtorzítás: Az egyes fölterületek alakja megváltozik. • Ha ilyen nincs akkor a projekció alaktartó (pl. navigációs térképek) • Skálatorzítás: A hosszak aránya eltérő a síkban. • Gyakorlatilag minden projekció rendelkezik ilyen tulajdonsággal kisebb-nagyobb mértékben • Távolság torzítás: Ha bármely pont egy referenciaponttól való távolsága a projekció során megváltozik • Ha ilyen nincs akkor távolságtartó leképezésről beszélünk (referencia ponttól való távolság mérése esetén használatos térképek) • Irány torzítás: Referenciapont és bármely más pont közötti azimuth megváltozik

28. Mercator projekciók • Gerhardus Mercator finn matematikus és térképész 1568-ban alkalmazta először

29. Tranzverzális mercator projekció • Johann Heinrich Lambert 1772:

30. UTM – Universal Traverse Mercator • Az amerikai hadsereg fejlesztette • Az egész földet megfelelő pontossággal leírja • Két dimenziós Decartes koordináta renszer • Tranzvezális Mercator projekciók sorozata 6o-onként • A sarkokon a nagy torzítás elkerülése érdekében a szélességi köröknél korlátozva van északon 84, délen 80 foknál • A térkép zónákra osztott: 900 km x 20000 km • Az északi és a déli félteke külön koordináta renszerben • Zónák számozása sorrendben 1. W180-W172... 60. E172-180 • A katonai térképek jelölése a zónát további részekre bontja és azon belül határozza meg a pontos koordinátát

31. UTM – Universal Traverse Mercator

32. UTM katonai verzió

33. Pozíció adatok koordináta rendszerekben • Több különböző koordináta rendszer létezik tehát • Sokszor nemzeti szabványok alapján • LBS esetén különböző koordináta rendszerek megjelölésére az EPSG (European Petroleum Survey Group) vezetett be jelölést (pl. az EPSG:4326 jelöli a WGS-84 rendszert)

34. Felhasznált irodalom • Stefan Steiniger, Moritz Neun, Alistar Edwardes: Foundations of Location Based Services • Axel Küpper: Locaton-based Services – Fundamentals and Operation • M.A. Dru, S.Saada: Location-based Mobile Services: The Essentials • HTE Híradástechnika folyóirat szeptemberi különszám: Közlekedési kommunikációs renszerek